ВАЖНЕЙШИе научные достижения

по проблеме "Распространение радиоволн", рекомендуемые в отчет о деятельности

Российской Академии наук в 2007 году 

 

1. Предложен метод измерения поглощения радиоволн и локализации слоистых неоднородностей в околоземном пространстве на радиотрассах "спутник-спутник". Выявлен эффект связи интенсивности и ускорения фазы радиоволн на радиотрассах "спутник-спутник". Разработан метод исключения рефракционного ослабления при измерениях поглощения радиоволн. Предложен способ измерения положения, наклона и высоты слоистых неоднородностей, а также концентрации плазмы в околоземном пространстве (ФИРЭ РАН; Геофизический институт, Потсдам, Германия; Космический центр Национального университета, Тайвань; Институт связи, Министерство коммуникаций, Токио, Япония).
 

2. Развита теория моделирования нестационарного стохастического трансионосферного высокочастотного канала распространения. Нестационарные каналы возникают, в частности, при трансионосферном распространении на трассах 'спутник-Земля' благодаря присутствию в ионосфере среднемасштабных неоднородностей электронной плотности с масштабами в сотни километров. Типичными примерами подобных ситуаций является распространение на высокоширотных трассах в присутствии областей повышенной концентрации ("патчей" или "арок"), а также на низкоширотных трассах в присутствии областей пониженной концентрации электронной плотности ионосферной плазмы ("дыр"). Указанные области характеризуются также повышенным уровнем флуктуации электронной плотности.

На базе развитой теории созданы компьютерные программы, позволяющие как рассчитывать статистические моменты стохастического сигнала (индекс мерцаний S₄, корреляционные функции, энергетические спектры и др.), так и генерировать случайные временные реализации сигнала на трансионосферных трассах в присутствии указанных выше среднемасштабных неоднородностей фоновой ионосферы (Физический факультет СПбГУ).
 

3. Экспериментально установлено, что при нагреве ночной F₂-области ионосферы мощной радиоволной О-поляризации имеет место формирование искусственного дакта плотности плазмы во внешней ионосфере. Дакт характеризуется повышением в нем концентрации плазмы на 25-35 % по отношению к невозмущенному ее значению, имеет поперечные к геомагнитному полю размеры ~40 км и простирается от высоты отражения волны накачки до высот ~700 км и выше. В пределах дакта наблюдается значительное усиление интенсивности низкочастотньхх плазменных возмущений в диапазоне частот 10 Гц - 1 кГц (ФГНУ НИРФИ, ННГУ им. Н.И.Лобачевского, LPCE/CNRS, Франция).
 

4. На основе обработки данных глобальной сети приемников GPS представлено экспериментальное доказательство существования уединенной волны (солитона) во время мощной магнитной бури 30.10.2003 г. По мере распространения солитона в регионах с максимальной амплитудой возмущения интенсивность вариаций ПЭС в диапазоне периодов 1-10 мин возрастала на порядок. Это соответствует усилению ионосферных неоднородностей с масштабами от 0.1 до 100 км. Возмущение, наблюдаемое в период магнитной бури 29.10.2003, также носило характер крупномасштабной волны уединенного типа с кольцевой формой волнового фронта, центр которого находился в районе геомагнитного полюса. Обнаружен эффект 'закручивания' направления распространения в сторону, противоположную вращению Земли, что обусловлено значительной величиной зональной компоненты скорости, направленной на запад. Сопоставление с глобальными картами распределения ПЭС показало, что зональный перенос волнового возмущения может быть обусловлен долготным перемещением максимума ионизации, связанным с суточным вращением Земли (ИСЗФ СО РАН).
 

5. На основе международной, справочной модели магнитного поля IGRF и модели рассеянного сигнала разработана модель профиля мощности сигналов когерентного эха, наблюдаемых на радаре некогерентного рассеяния. Модель позволяет эффективно воспроизводить экспериментально наблюдаемые профили, в 90 % случаев коэффициент корреляции не ниже 0.94. На основе модели получена методика нахождения параметров слоя с ионосферными неоднородностями по экспериментально измеренным профилям мощности сигнала когерентного эха (ИСЗФ СО РАН).

 

 

Председатель Научного совета РАН

по распространению радиоволн

д.т.н., профессор Н.А.Арманд